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第1章 数控机床概述1

1.1 数控机床简介1

1.1.1 数控技术与数控机床1

1.1.2 数控加工技术2

1.2 数控机床的工作原理及组成3

1.2.1 数控机床的组成及各部分功能3

1.2.2 数控机床的工作原理5

1.2.3 数控机床的规格、性能和可靠性指标6

1.3 数控机床的特点与分类7

1.3.1 数控机床的特点7

1.3.2 数控机床的分类9

1.4 数控技术及数控机床的发展13

1.4.1 数控技术及数控机床的产生与发展历史13

1.4.2 数控技术及数控机床的发展趋势14

1.5 习题与思考题15

第2章 数控机床的机械结构与工作原理16

2.1 数控机床的主传动系统16

2.1.1 主传动系统及特点16

2.1.2 数控机床主轴的变速方式17

2.1.3 主轴部件18

2.1.4 典型主传动系统及部件结构22

2.2 数控机床的自动换刀装置25

2.2.1 自动换刀装置的形式26

2.2.2 刀库31

2.3 习题与思考题42

第3章 数控机床进给伺服驱动系统43

3.1 数控机床进给伺服系统的机械传动结构43

3.1.1 进给传动机械结构的性能与特点43

3.1.2 电动机与丝杠的联接44

3.1.3 滚珠丝杠螺母副45

3.1.4 进给传动系统齿轮间隙的消除52

3.2 进给伺服驱动系统的组成和基本原理54

3.2.1 步进电动机开环伺服系统54

3.2.2 闭环伺服驱动系统59

3.2.3 数控机床检测元件63

3.3 习题与思考题70

第4章 数控机床电气控制系统72

4.1 计算机数控系统72

4.1.1 CNC系统的组成与功能72

4.1.2 CNC系统的硬件结构74

4.1.3 CNC装置的软件结构75

4.1.4 软件插补方法78

4.2 可编程序控制器系统81

4.2.1 PLC的结构、特点及工作原理82

4.2.2 数控机床的PLC控制系统86

4.3 数控机床的控制信息与接口信息89

4.3.1 数控机床的控制信息89

4.3.2 NC侧与MT侧的概念89

4.3.3 数控机床的接口信息89

4.3.4 数控机床输入／输出和通信接口90

4.4 习题与思考题91

第5章 数控机床加工工艺92

5.1 数控加工工艺分析与设计92

5.1.1 制定数控加工工艺的内容92

5.1.2 数控加工的工艺性分析92

5.1.3 数控加工工艺路线设计94

5.1.4 数控加工工序设计95

5.1.5 数控加工专用技术文件的编写100

5.2 数控车削加工工艺基础101

5.2.1 数控车削加工方法及工艺特点101

5.2.2 数控车削加工进给路线的确定101

5.2.3 典型数控车削加工工艺分析实例104

5.3 数控铣削加工工艺基础106

5.3.1 数控铣削加工方法及工艺特点106

5.3.2 数控铣削加工进给路线的确定108

5.3.3 典型数控铣削加工工艺分析实例111

5.4 习题与思考题115

第6章 数控机床程序编制基础117

6.1 程序编制的基本知识117

6.1.1 数控机床编程的基本概念117

6.1.2 机床坐标轴118

6.1.3 机床坐标系、机床原点和机床参考点119

6.1.4 工件坐标系、程序原点和对刀点121

6.1.5 程序结构122

6.2 常用准备功能和辅助功能123

6.2.1 准备功能G代码123

6.2.2 辅助功能M代码127

6.2.3 主轴功能S、进给功能F和刀具功能T130

6.2.4 工件坐标系设定指令G92130

6.2.5 绝对值编程与相对值编程指令G90、G91132

6.2.6 坐标平面选择指令G17、G18、G19132

6.2.7 进给控制指令G00、G01、G02、G03、G04133

6.2.8 回参考点控制指令G28、G29140

6.3 子程序调用141

6.3.1 子程序调用指令M98及子程序返回指令M99141

6.3.2 子程序调用应用实例141

6.4 习题与思考题143

第7章 数控车床的程序编制144

7.1 数控车床几个常用的G指令144

7.1.1 有关单位设定的G指令144

7.1.2 直径方式和半径方式编程指令G36、G37145

7.1.3 恒线速度指令G96、G97145

7.1.4 倒角加工指令147

7.2 车削加工简单循环指令149

7.2.1 内（外）径切削循环指令G80149

7.2.2 端面切削循环指令G81150

7.3 车削加工复合循环指令151

7.3.1 内（外）径粗车复合循环指令G71151

7.3.2 端面粗车复合循环指令G72154

7.3.3 闭环车削复合循环指令G73156

7.4 螺纹切削加工指令157

7.4.1 单行程螺纹切削指令G32157

7.4.2 简单循环螺纹切削指令G82160

7.4.3 螺纹切削复合循环指令G76161

7.5 车削刀具补偿功能163

7.5.1 刀具几何尺寸补偿与刀具磨损补偿163

7.5.2 刀具刀尖半径补偿原理164

7.5.3 刀具刀尖圆弧半径补偿指令G40、G41、G42166

7.6 数控车削加工编程综合实例168

7.7 习题与思考题170

第8章 数控铣床的程序编制172

8.1 铣削刀具补偿功能172

8.1.1 刀具半径补偿指令G40、G41、G42172

8.1.2 刀具半径补偿过程中的过切及棱角过渡现象176

8.1.3 刀具长度补偿指令G43、G44、G49179

8.2 数控铣床中有关坐标系的指令181

8.2.1 直接机床坐标系编程指令G53181

8.2.2 工件坐标系选择指令G54～G59182

8.2.3 局部坐标系设定G52186

8.3 简化编程指令187

8.3.1 镜像功能G24、G25187

8.3.2 缩放功能G50、G51189

8.3.3 旋转变换G68、G69191

8.4 固定循环指令192

8.4.1 固定循环组成及动作顺序指定193

8.4.2 钻孔循环指令G73、G81、G82、G83195

8.4.3 攻螺纹循环指令G84、G74196

8.4.4 镗孔循环指令G76、G85、G86、G87、G88、G89198

8.5 数控铣削加工编程实例201

8.5.1 简单二维轮廓零件的数控铣削加工手工编程实例201

8.5.2 简单二维轮廓零件数控挖槽铣削加工手工编程实例204

8.6 习题与思考题207

参考文献209